镁及其化合物有广泛用途。工业上以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含SiO2以及少量FeCO3等杂质)为原料制备纳米氧化镁的实验流程如下:
(1)加入H2O2氧化时,发生反应的离子方程式为___。
(2)在实验室煅烧滤渣2制得的金属氧化物为___(填化学式),需要的仪器除酒精灯、三脚架以外,还需要___(填序号)。
①蒸发皿 ②坩埚 ③泥三角 ④石棉网
(3)在一定条件下CO(NH2)2可与H2O反应生成CO2和一种弱碱,反应的化学方程式为___。
(4)25℃时,加入CO(NH2)2至开始产生沉淀,溶液的pH=10时,c(Mg2+)=___mol⋅L-1(已知25℃,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11)。
(5)工业上还可用氯化镁和碳酸铵为原料,采用直接沉淀法制备纳米MgO。如图1为反应温度对纳米MgO产率和粒径的影响,据图分析反应的最佳温度为___。
(6)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图2如。该电池工作时,石墨电极发生的电极反应为___。
化学镀是指使用合适的还原剂,使镀液中的金属离子还原成金属而沉积在镀件表面上的一种镀覆工艺。化学镀广泛用作金属、塑料、玻璃、陶瓷等许多材料的装饰和防护。在ABS工程塑料表面进行化学镀镍的流程如下:
回答下列问题:
(1)化学镀与电镀比较,优点之一是_________。
(2)镀件表面用热碱液清洗的作用是_________,镀件表面粗化的目的是增强亲水性及_________。
(3)镀件浸入AgNO3溶液后,镀件表面吸附的SnCl2将AgNO3还原生成有催化活性的金属银,反应的化学方程式是_________。
(4)镀镍时,镀液中的Ni2+与H2PO2-在催化表面上反应沉积镍,同时生成中强酸H3PO3及与金属镍物质的量相等的氢气,该反应的离子方程式是_________。
(5)化学镀某种金属时,反应时间与镀层厚度的实验数据记录如下表所示:
由此推断,镀层厚度y与反应时间t的关系式为_________;欲使镀层厚度为6anm,需要的反应时间为_________。
(6)化学镀镍废液中含有Ni2+等污染物,需转化为沉淀除去。已知25℃,Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15。若加入碱后使废液的pH=10,则处理后的废液中镍元素的含量为_________mg·L-1。
锌钡白是一种白色颜料。工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成:BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓。请根据以下工业生产流程回答有关问题。
Ⅰ、ZnSO4溶液的制备与提纯:
有关资料:a.菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等;
b.Zn(OH)2与Al(OH)3相似,能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2。
(1)②中使用的氧化剂最好是下列的___(选填字母代号)。
A.Cl2 B.浓HNO3 C.KMnO4 D.H2O2
(2)为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程步骤④中的CO2可以来自于步骤_____(选填①、②、③、⑤)。
(3)写出步骤④后产生滤渣3的化学式______。
(4)与Al相似,Zn也能溶于NaOH溶液。写出将Zn片和Cu片放入NaOH溶液中形成原电池的负极电极反应式:______________________。
Ⅱ、BaS溶液的制备:
有关数据:Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s) ΔH1=-1473.2 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
Ba(s)+S(s)=BaS(s) ΔH3=-460 kJ·mol-1
(5)若煅烧还原的产物仅为BaS和CO,则其反应的热化学方程式为:______。
Ⅲ、制取锌钡白:
(6)如果生产流程步骤⑤硫酸过量,则ZnSO4与BaS溶液混合制取锌钡白产生的后果是___。
镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害。某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究,设计实验流程如下:
已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
②已知实验温度时的溶解度:NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的理论pH如下表所示:
开始沉淀pH | 沉淀完全pH | ||
回答下列问题:
(1) 用NiO调节溶液的pH,依次析出沉淀Ⅰ________和沉淀Ⅱ__________(填化学式)。
(2) 写出加入Na2C2O4溶液的反应的化学方程式:_____________________。
(3) 检验电解滤液时阳极产生的气体的方法:___________________________。
(4) 写出“氧化”反应的离子方程式:___________________________________。
(5) 如何检验Ni(OH)3已洗涤干净?_______________________。
工业上以碳素铬铁为原料制取铬铵矾,利用电解法制取金属铬。其工艺流程如下图所示。
已知:H2SO4+Cr=CrSO4+H2↑
(1)碳素铬铁是铁铬合金,粉碎后溶于硫酸和电解阳极液的混合溶液中。该过程中电解阳极液的主要作用是_____________。
(2)加入(NH4)2SO4的目的是__________________。
(3)结晶后的母液从绿色化学的角度可采用的处理方法是__________________。
(4)产品铬中含氧呈脆性,为了降低其含氧量,可通过_____提高其纯度。
铬是一种银白色的坚硬金属,铬的工业用途很广,主要有金属加工、电镀、制革行业,这些行业排放的废水和废气是环境中的主要污染源。请回答下面与铬有关的一些问题。
(1)工业上冶炼铬的主要步骤如图1所示:
①已知步骤Ⅱ的反应方程式为:8Na2CrO4+6Na2S+23H2O=8Cr(OH)3↓+3Na2S2O3+22NaOH。该反应中氧化剂是___(填化学式),生成1molCr(OH)3时转移电子的物质的量为___mol;
②步骤IV中电解Cr2O3的阳极反应式为___;
(2)某工厂采用电解法处理含铬废水,耐酸电解槽用铁板作阴、阳极,槽中盛放含铬废水,原理示意图如图2,A为电源的___(填“正极”“负极”),阳极区溶液中发生的氧化还原反应为___。
(3)化学需氧量(COD)可量度水体受有机物污染的程度。它是在强酸并加热条件下,用K2Cr2O7作强氧化剂处理水样时所消耗的K2Cr2O7的量,换算成相当于O2的含量(以mg/L计)。某研究性学习小组测定某水样的化学需氧量(COD),过程如下:
Ⅰ.取VamL水样于锥形瓶,加入10.00mL0.2500mol/L K2Cr2O7溶液;
Ⅱ.加碎瓷片少许,然后慢慢加入少量硫酸,混合均匀,加热;
Ⅲ.反应完毕后,冷却,加指示剂,用cmol/L的硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定。终点时消耗硫酸亚铁铵溶液VbmL(此步操作的目的是用Fe2+把多余的Cr2O72-反应成Cr3+)。
①Ⅰ中,量取K2Cr2O7溶液的仪器是___;
②Ⅱ中,碎瓷片的作用是___;
③该水样的化学需氧量COD=___(用含c、Va、Vb的表达式表示)。